Компьютерлік желі

  Тораптық карта   ретінде,  әдетте,  Novell   фирмасының  бұйымы   пайдаланылады. Сондықтан,  NE-2000  (Novell  Ethernet) үйлесімді    карталар   қазіргі   уақыттағы    ең  көп  тараған  тораптық  каратлар  болып  табылады.

Шеткері   құрылғыларға  арналған тораптық   бейімдеуіштер  болатынын     айта  кету керек.  Мәселен,  Hewlett-Packard    фирмасының  принтерлеріне   арналған   JetDirect  тақшасы.

Бейімдеуішке   деректер  тасымалдау   ортасын  қосу  үшін    тораптық  картада  бірнеше   ағытпа    болуы  мүмкін:  BNC (жіңішке  коаксиалды  кәбіл  үшін,  10 Base-2),  AUI,     DB-15 (жуан   коаксиалды  кәбіл   үшін, 10 Base-5)  немесе    RJ-45  (есулі  қоссым  үшін).

Коннектор  (Connector).  BNC-T  коннекторы  жұмыс  бекетін   кәбілмен   байланыстыру  үшін  керек.  Т - коннектор  тораптық   тақшаға  тікелей   қосылады  және    мысалы,  компьютерді    1010 Base-2  (жіңішке Ethernet)  сегментіне  қосу  үшін  пайдаланылады.

Терминатор.  Бүлдіргіш  (шағылысқан)  сигналдардың  пайда  болмауы үшін   дараараның   шеттерінде  орналасқан  және    кедергілерді    келістіруге   арналған  құрылғы. Құрылмасы  - дәнекерленген   резисторы  бар  BNC- коннектор.  Резистор  кедергісінің   мәні   кәбілдің  толқындық   кедергісіне    сәйкес  келуі  керек.  Сегменттегі  терминаторлардың біреуі  жерге    қосылады   (бірақ  осы  шарттың   міндетті   түрде  әр  уақытта    орындалуы  талап  етілмейді).

Сегмент -  екі  шеті   терминатормен    шектелген   коаксиалды  кәбіл  үзіндісі. Стандарт  бойынша,   мәселен,   10 Base-5  торабындағы    сегменттің  ең  үлкен     ұзындығы  500 м,  ал 10 Base-2    торабында  - 185 м ( м).  Сегментке  құрылғыларды   екі түрлі  тәсілмен  қосуға  болады:   Т-коннектор  немесе   арнаулы   сыртқы   трансивер   арқылы.

Шоғырлауыштың   порты  мен  бейімдеуіштің   арасындағы  қос    есулі    өткізгіш   те  сегмент   деп  аталады.  Әдетте   оның   ұзындығы   100  метрден  артпайды.

Трансивер  (Transceiver).    Бейімдеуіш  пен  тораптық  кәбілдің   немесе  екі  сегменттің арасында     деректер  жеткізу  үшін   арналған    қабылдауыш-тартқыш.  Бұл   құрылғының  аты    TRANSmiter   (тартқыш)  және  receiver  (қабылдағыш)  сөздерінен  құралған.

Мәселен,  Ethernet  жуан  кәбіліне  компьютер қосуға  арналған   қосымша   құрылғы.  Әрбір   есептеу  машинасына    жеке-жеке   кәбіл    тарту    қажеттілігінен айырады.  Трансивер  тораптық   кәбілге  тікелей    қосылады,    ал  компьютерлер  онымен    ұзындығы   50  метрден   аспайтын    арнаулы  (AUI)    кәбіл    арқылы   байланысады. 

Трансивер – тораптық бейімдеуіштің  белгілі  бір   бөлігі.  Оған    мынадай   қызметтер   атқару   жүктелген:

• бір   кәбілден   екіншісіне    деректер  жіберу    және  қабылдау;
• кәбілдегі    қақтығыстарды   анықтау;
• кәбіл   мен  бейімдеуіштің    қалған  бөлігінің    арасында    электрлік    айыруды  жүзеге  асыру;
• бейімдеуіштің   қате  жұымысының  теріс  әрекеттерінен  кәбілді    сақтау.

10 Base-2  стандартында    кәбілге    қосылу  үшін,  әдетте,   бейімдеуіште    орналасқан ішкі  трансивер  және  Т-коннектор,  ал   10 Base-5   стандартында    бейімдеуішке   қосылу  үшін    жеке  сыртқы    трансивер    және  AUI  -  кәбіл   қолданылады.  10 Base-F   және 10Base-T  стандарттарында,    әдетте,    ішкі     трансивер   пайдаланылады.  Бірақ,   10Base-2,   10 Base-F  және   10Base-T  тораптары   үшін   AUI -  портына  тікелей     немесе  AUI – кәбілі    арқылы   қосуға   болатын  сыртқы    трансивер  де  бар.

AUI  (Attachment  Unit  Interface)   кәбілінің   ұзындығы  50  метрден   аспайды  және  ол   төрт  есулі   қоссымнан  тұрады.  AUI   интерфейсіне   қосылу  үшін    DB-15   ағытпасы    пайдаланылады.

Қайталауыш  (Repeater). Кәбілдің екі  сегментінің  арасына   қосылатын     және  оның   бір   бөлігіндегі   сигналдарды    күшейтіп,    бірақ  олардың   мазмұнын  өзгертпей екінші   бөлігіне  тасымалдайтын    құрылғы.  Сонымен,   қайталауыш -   тораптағы  сигналдың  әлсіреп  өшуін   болдырмау  үшін  оны  қайта   күшейтіп   әрі  қарай   жеткізетін   құрылғы.  Бұл   құрылғы   жергілікті  есептей  торабының  ұзындығын   ұзартуға  және жұмыс  бекеттерінің  санын   арттыруға    мүмкіндік  береді.

  Қайталауыштың негізгі  міндеті - электрлік сигналдарды  бір    сегменттен    екіншісіне   тасымалдау   үшін  алғашқы   қалпына  келтіру,  басқаша   айтқанда,   бір  портына  келіп   түскен      деректерді    қабылдап  алып,  оларды  өзінің  басқа   порттарына   жіберу.   Қайталауыштың  құрамына   кәбіл   сегменттеріне  қосылған  екі   (немесе  бірнеше)  трансивер  және  өзіндік   тактілік   генераторы  бар    қайталау   бөлшегі   кіреді.

Қайталауыштар  тораптағы  сигналдардың  таралуына  кідіріс  жасайды.  Жүргізілген   тексерулер  Ethernet  торабындағы    сигналдардың   таралу   жолында    төрттен   артық   қайталауыш,  бестен көп  сегмент    болмауы  керек  және  сегменттердің   тек    үшеуіне    ғана   құрылғылар    жалғауға   болады.  Бұл     нәтиже   «5-4-3-2»  ережесі  деп  аталады.  Есептеу торабында      қайталауыштар      саны  әрине    төрттен  көп    болуы  мүмкін:  ережеде  кез келген    екі  нүкте    арасындағы   қайталауыштар  саны      ескеріледі.

Бұл  ереженің   басқаша   айтылуы:  тораптағы  кез  келген  екі  компьютердің   арасында  2-ден  артық   байлам   болмауы   керек.  Байлам  екі   қайталауыштан   және  олардың   арасындағы    сымнан  тұрады.

Шоғырлауыш (Concentrator).  Бірнеше    порты  бар  және   бірнеше   физикалық сегменттерді жалғастырып-қосатын қайталауыш  (мультиплексор)  жиі     шоғырлауыш  немесе    хаб  (hub)  деп  аталады.   Бұл  ұғым   тораптың   барлық   сегменттерінің   байланысы   осы   құрылғыда    жиналғанын    білдіреді.   Басқаша    аттары -   жинақтауыш,   үлестіргіш.

«Жұлдыз»  тәрізді    сызба-құрылымда   байланыстырғыш   (негізгі   түрлендіргіш)  рөлін   орталық    компьютер   атқарған  жағдайда,  ол  да   осылай  аталады.  Мұндай    тораптың жеке компьютерлері   өзара  байланыспай, олар бір-бірімен тек  орталық  контроллер  немесе    компьютер    арқылы    жалғастырылады.

Шоғырлауыш  «Жұлдыз»  тәрізді   сызба-құрылымы    бар  есулі   қоссым  қолданылатын  есептеу  торабының   орталық  түйіні.  Ол  тасымалдау  құрылғыларының   сызба -  құрылымдық,  функционалдық   және  жылдамдық мүмкіндіктерін  кеңейтеді.  Әрбір    компьютер    оған  ұзындығы    100  метрден   аспайтын    сегмент    арқылы    қосылады.   Шоғырлауыштың  8  және одан  да  көп  порты   болады.  Сондықтан   оған    соншама   компьютер    қосыла  алады.

Түйіндер  көппорттылық    шоғырлауышпен    есулі  қоссым  арқылы  жалғасады.   Оның  бір   жұбы  (бейімдеуіштің  Тх   шықпасы)  түйіннен  (жұмыс  бекетінен)   шоғырлауышқа   деректер    жеткізу,  ал   екіншісі  (бейімдеуіштің  Rx  шықпасы) -  деректерді   шоғырлауыштан  түйінге жеткізу  үшін   пайдаланылады.  Қайталауыш  басқа    түйіндердің    біреуінен    келген    сигналдарды  қабылдайды  да  одан   кейін  оларды   синхронды   түрде  өзінің  (сигнал   қабылданған   портынан  басқа)  барлық    порттарына   жібереді.

Шоғырлауыштар   есулі   қоссым   негізінде   құрылған,  мысалы,  10 Base-TX  немесе 100 Base-T4    тораптарында   кеңінен  қолданылады.  Бірақ   коаксиалды  кәбіл  негізінде   жасалған  10 Base-2  және   талшық-оптика  негізінде  жасалған    10 Base-F    сияқты  тораптарда  да  шоғырлауыш  пайдаланылады. Көптеген 10Мбит/с  жылдамдықты   шоғырлауыштарда  есулі   қоссымға    арналған  (әдетте RJ-45 деп  аталатын)  ағытпамен  қатар  коаксиалды  кәбілге    арналған  (BNC)     немесе AUI    бар  болады.

Жұмыс  бекеттерінің   санына  және  олардың   арасындағы   кәбілдің    ұзындығына  байланысты   шорғырлауыш    белсенді  және    бейбелсенді    болып    екіге бөлінеді.    Белсенді    шоғырлауыштардың   құрамында  оған  саны   төрттен   көп  жұмыс  бекетін   қосуға  болады.   Оны  әдетте    жай  үлестіргіш  ретінде  пайдаланылады.

Бағдарғылауыш (Router).  Деректер  тасымалдаудың  оңтайлы    жолын  таңдау  үшін  арналған  құрылғы  (компьютер)  және  оның  программалары.  Бағдарғылауыштар  тораптың сызба-құрылымы мен қалып-күйі,  арналардың   жұмыс  істеу    қабілеті  және    түйіндерге  жету   мүмкіндіктері      сияқты    ақпараттармен    өзара  алмасу    жасап  отырады.

Хабар   жеткізу  (деректер  тасымалдау)  үшін  ең    ыңғайлы,  әрі   тиімді  бағытты,  жолды  таңдау   үрдісі  бағдарғылау  (routing) деп   аталады.  Басқаша   айтқанда,  есептеу   торабында    бағдарғыны  (маршрутты)  таңдау.  Сонымен,  бағдарғылауыш  тораптар  арасында   деректерді  бағдарғылайды.

Әдетте,  бағдарғылаушы  бірдей   хаттамалы,  бірақ  әр  түрлі    тораптық   жабдықты   есептеу  тораптарын   байланыстырады.   Бірдей  технологиялы    тораптарды  да  байланыстыра  алады,  бірақ  ол  әр түрлі   технологиялы  (мәселен,  Ethernet   және Token   Ring  сияқты)    тораптарда   жиі   қолданылады.

Көпірден  айырмашылығы  - бағдарлауышта   өзінің   меншікті    тораптық  мекені  болады.  Басқа  торапқа  деректер    дестесін   жіберу  үшін   компьютер    оны  аралық    түйін  ретінде   пайдалана  алады.  Егер  деректер   оған  арналып    жіберілген бомаса,    бағдарғылауыш    еш  уақытта    қабылданған  дестені    сұрыптамайды.

Бірнеше    тораптық   картасы  бар  есептеу    машинасында  бір  емес,  бірнеше  тораптық   мекен  болады. Бірақ  екі  бірдей   тораптық   карталы  (мәселен,  Ethernet)    есептеу   машинасының   екі  тораптық   мекені  болғанымен,  ол  (екі   тораптың  арасында  директер  алмастыра  алса да)  бағдарғылауыш  бола  алмайды.

Көпір (Bridge).    Кейде  бірнеше  жергілікті  есептеу  тораптарын  біріктіру   қажет  болады.  Осындай  мақсатты  жүзеге  асыру  үшін   арналған   көпір  деп   аталатын  арнаулы   құрылғылар  бар.  Олар   арналық    деңгейде    қызмет   жасайды.  Бұл  құрылғылар  тораптық   және  одан  жоғарғы    деңгейлердің  дестелерінің  бастамасына    талдау  жасамайды.

Көпір  -  аралық  арашықтауды  қолдана  отырып  бір  тораптың   кадрларын  екіншісіне  жіберу   арқылы  екі  (сирек,  бірнеше)  жергілікті   тораптың    өзара    байланысын   қамтамасыз    ететін   құрылғы.  Көпір  кадрлы    қабылдап  алады,   оны   аралық   жадысына   көшіреді,    кадр   баратын    мекенге    талдау   жасайды   және  егер    кадр   басқа  тораптың   түйініне     бағытталған  болса,   онда  оны   сол   торапқа  жібереді.

Көпір мынадай   жағдайларда   қолданылады:

• мекеменің  көптеген  бөлімдерінде  өзінің  жергілікті    тораптары  бар  (мәселен  университеттің  факультеттерінде,   лабораторияларында  және  т.б.). Белгілі  бір    уақытта  осы    мекеменің   барлық   ақпарат    ағынын    шоғырландыру    қажеттігі    туады.  Сол  кезде    тораптарды    өзара   біріктіру    керек   болады;
• бірнеше  ғимаратты  алып   жатқан   мекеменің   әрбір   ғимаратында    тораптар  болуы  мүмкін.   Оларды  өзара  біріктіру    үшін   көпірді     пайдалануға      болады;
• жоғары   жұмыстық    жүктеме    кезінде   торап   бірнеше    торапшаға    бөлінеді.  Егер сегменттегі  деректер  ағынын   екіншісінен  айыру  (кадрларды  сүзбелеу)  үшін  көпір  қажет;
• біріктірілетін  тораптардың ара-қашықтығы   үлкен  болған   жағдайда   көпірді     қолдану  керек  болады;
• тораптың    белгілі бір    нүктелерінде   орналастырылған   көпірлер  бұзылған  түйінділерді    дер  кезінде   тораптан  ажырата    отырып,   тораптың  жұмыс  істеу  сенімділігін   арттыруға  мүмкіндік  жасайды;
• бір  сегменттің  ішінде  тасымалданатын   дестелерді    басқа  сегментке   шығудан  сақтайтын   болғандықтан,  көпір  деректерді   рұқсатсыз  пайдалануға    жол  бермейді.

Көпірлер   бірдей    хаттамалы   екі  торапты  байланыстыру    үшін  қолданылады.

Әдетте,   физикалық  торапта   сегменттер  ұзындығы  мен  түйіндер  санына   шектеу  қойылады.  Физикалық  сегменттерді   қайталауыштар  арқылы  бір-бірімен  жалғастыруға  болады.    Бірақ    қосылатын   сегменттер  саны  шектеулі  (мәселен, Ethernet   торабында  оның  саны  бестен  аспауы  керек). Осылайша  қосылған  физикалық  сегменттер  бір   логикалық   сегмент  құрайды.   Ал  көпір   болса  осындай  бірнеше   логикалық   сегменттерді   біріктіруге   мүмкіндік  береді.  Сөйтіп   жоғарыда   аталған   шектеулер  алынады.

Сонымен,  көпір – бірнеше  жергілікті   тораптарды  немесе    бір   торапқа   кіретін,   бірақ  әр  түрлі     хаттама  түрлерін   пайдаланатын   бірнеше   сегменттерді   біріктіретін    торапаралық  құрылғы.

Көпірдің  міндеті -  екі  тораптағы    осы  көпір    арқылы  өтетін   деректер  дестесіне   талдау  жасау.  Торап  ішіндегі   коспьютерлерге  бағытталған  дестелерге    тимейді,   ал    қалғандарын  басқа  торапқа   бұрып  жібереді.

Жұмыс  істеу   ұстанымы   көпірлер  бірнеше  түрге  бөлінеді.  Көпірдің  бірінші  түрінде   хабарды   жіберушіден  бастап   бағдарғылау  (Source Routing)  орындалады.  Бұл   көпірлерде    жіберуші  түйін   дестеге    оның  бағдарғысы    жайында  ақпарат   орналастырады.    Былайша  айтқанда,    әрбір  түйін   дестелерді   бағдарғылау   міндетін   атқаруы  тиіс.   Бұл  әдісті   ІВМ    фирмасы     Token  Ring    тораптарында    қолдану  үшін    шығарған.  Көпірдің    келесі  түрі   айқын  (мөлдір)  көпірлер    (Transparent  Bridges)  деп   аталады.   Ethernet  торабында    көбінесе   осындай    көпірлер    кездеседі.    Бұл  көпірлер үшін  торап  арналық  деңгейде  қолданылатын    құрылғылардың МАС-мекендерінің    жиыны   ретінде  қолданылады.  Әрбір   жиын  көпірдің   нақты   портымен  байланысқан.   Аралық   жадына  жазылып  кадрды   әрі    қарай   жіберу    жайында   шешім   қабылдау  кезінде,  көпір  осы  мекендерді    пайдаланады. 

Айқын   (мөлдір)   көпірлер хабар   жіберуші   түйіннің  де,  оны  қабылдаушының   да  мекенін   қолданады.  Хабар  жіберушінің   мекенін    көпір  өзінің   құрылғылар   мекенінің    дерекқорын  автоматтық  түрде  құру  үшін  пайдаланады.   Бұл  дерекқор   (дерекхана)   құрылғылар    мекенінің    жадуалы  (кестесі)  деп  те  аталады.  Осы  жадуалда   түйін   мекенінің   көпірдің   қайсы    портына   жататыны  көрсетіледі.  Көпірдің   орындайтын    барлық   әрекеттері    осы  дерекқормен   байланысты.

Көпір  өзінің  белгілі  бір  портынан   кадрды   қабылдаған  кезде   ол  алдымен  дестелерді  жадыда    сақтауға   орналастырады.   Содан  кейін   хабар   жіберушінің    мекенін    мекендер   дерекқорының    элементтерімен  салыстырады.   Егер  ондай   мекен    жоқ  болса,   онда    оны  дерекқорға   қосады.  Егер  ондай    мекен  дерекқорда    болса,   оны  екі  түрлі  жағдай  болуы  мүмкін:   мекен  жадуалда   көрсетілген    порттан  немесе  басқа  порттан    келді.   Соңғы  жағдайда  дерекқор    элементтері    жаңартылады  (порттың   нөмірі    өзгертіледі).